Contribution a l'etude thermodynamique des silicates liquides. Systeme : cs#2o-sio#2-na#2o

par Fatima Bennour

Thèse de doctorat en Spectrométries et physicochimie structurale

Sous la direction de Jean-Claude Mathieu.

Soutenue en 1995

à Aix-Marseille 1 .

mots clés

• Silicates
• Enthalpie libre
• Diagrammes de phases
• Spectroscopie de masse
• Thermodynamique statistique
• Modèles mathématiques

Résumé

Cette etude porte sur les silicates liquides alcalins et plus particulierement sur le systeme na#2o-cs#2o-sio#2. La spectrometrie de masse couplee a une cellule d'effusion de knudsen, a permis d'obtenir l'enthalpie libre de melange du systeme ternaire na#2o-cs#2o-sio#2 a l'etat liquide (1573 k) et d'en deduire son enthalpie de formation. L'evolution des pentes de pression de vapeur des metaux alcalins laissait prevoir le diagramme de phases qui a pu etre determine par analyse thermique differentielle selon deux isoplettes na#2sio#3-cs#2sio#3-sio#3 et na#2sio#2o#5-cs#2si#2o#5. Au cours de cette etude deux composes definis ternaires, nacssi#2o#5 et nacssio#3 ont ete mis en evidence et l'enthalpie de fusion de nacssi#2o#5 a ete mesuree. Ce resultat montre que, meme pour des elements voisins conduisant a de faibles enthalpies de melange, il est delicat de prevoir, a partir d'information sur les systemes binaires, le comportement des melanges ternaires. Les resultats experimentaux montrent que le liquide auquel donne naissance le melange sio#2, na#2o et cs#2o est principalement stabilise par effet entropique (faible delta h et delta s#x#s important). Il est essentiellement du au terme configurationnel lie a l'effet alcalin mixte. Celui-ci est en outre mis en evidence par l'existence des composes definis nacssi#2o#5 et nacssio#3. L'interpretation de ce comportement a ete mene a bien par l'etablissement d'un modele statistique base sur celui de pelton. Il ameliore celui-ci etabli pour des systemes binaires en donnant une interpretation des parametres enthalpiques. L'extension aux melanges ternaires a ete faite. Elle fait ressortir l'importance de l'effet alcalin mixte

Titre traduit

Contribution to the thermodynamic study of cs#2o-sio#2-na#2o liquid silicate systems

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